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化工智慧園區整體解決方案

虛擬仿真軟件包含三種類型,一是面向所有專業的突發公共事件應急處置科普軟件和火災情景式體驗VR軟件,二是面向理化學生的實驗室安全培訓軟件。

1、突發公共事件應急處置科普軟件

突發公共事件包含自然災害、事故災難、公共衛生事件以及社會安全事件四大類。安全培訓系統以毒氣泄漏應急事件的處置為例詳細的模擬毒氣泄漏這一突發公共衛生事故發生后的報告、應急響應、物資準備、個體防護、現場控制、現場急救、現場調查檢驗、問題總結以及效果評估等各個環節的處理流程。通過本軟件讓學生體驗到突發公共衛生事件應急處置的程序和要求,使學生初步建立突發事件應急處置的思維,以及學習和鞏固相關知識。

突發公共事件應急處置科普軟件

事故報告界面

突發公共事件應急處置科普軟件

事故調查界面

2、實驗室安全培訓軟件

根據安全課程教學大綱的內容和要求,以實驗項目為單元,將具有危險性、破壞性、成本高、難以開設且對學生安全意識、創新實踐能力培養有重要作用的實驗實踐內容,建成虛擬仿真實驗項目,形成線上線下教學相結合的個性化、智能化、泛在化實驗教學新模式,為學生工程能力培養提供支撐。

 

實驗室安全培訓軟件

安全培訓虛擬仿真軟件主要包括個人防護、實驗室整體認知、實驗室隱患排查、實驗室基本操作以及實驗室應急應變五大方向。
根據針對專業不同,每個方向可有多個版本,和實際教學情況進行匹配。


個人防護方向軟件主要包括個防護用品的認知、個人防護用品的配適性選擇、個人防護用品的穿戴方法及穿戴順序,通過有儀式感的操作帶來安全意識的提升。


實驗室整體認知方向軟件主要包括標識系統的認知以及實驗室不同功能區的認識。以沙盤形式進入,對不同功能區進行了解,點擊特定的分區進入具體場景。理化試驗室主要包括實驗室走廊內設施設備認知,更衣室設施設備認知,主實驗區域設施設備認知,藥品室設施設備認知,休息室講解認知以及表征室設施設備認知等;生物實驗室會涉及潔凈區,洗消區以及四個不同級別生物醫學實驗室的認知。


實驗室隱患排查方向軟件主要培訓和考察學生對化學教學實驗室,藥品室,休息室,鋼瓶室安全風險識別的能力,起到以此為鑒的效果。


實驗室基本操作方向軟件考察學生對化學品的分類存放、化學實驗室廢棄物處理處置、重要儀器設備的使用,在安全的角度進行規范化、標準化操作培訓。此模塊除了針對試劑、設備的規范化操作,還包括觸電處理、心肺復蘇、體外除顫等意外傷害處理方法的講解。


實驗室應急應變方向軟件主要培訓學生對常見的事故應急處理的基本技能。主要包括實驗室火災事故應急處置以及化學品灑出應急處理,根據事故發生的條件以及后果的嚴重性各分為4款不同軟件。以增強學生對啟動和響應學校實驗室專項應急預案的能力,向學生傳遞實驗室應急應變中風險識別,快速獲取實驗室危險源信息以及處置事故中保持信息溝通的重要性。

2.1、個人防護安全3D仿真軟件

化學工作者經常接觸易燃易爆、有毒有害危險化學品,很容易因為違規操作引發實驗事故,因此要特別留意實驗環境以及個人防護用品的穿戴。本模塊內容主要為進入實驗區域后的個人防護措施和行為準則,包括實驗前、實驗中、實驗后,可以增強實驗者的安全防護意識,減少意外的出現。

個人防護安全3D仿真軟件

軟件截圖

2.2、化學品灑出事故3D仿真軟件

強酸、強堿及其它一些?;?,具有強烈的刺激性和毒害作用,發生這些化學品灑出時,及時正確處理可減輕人員傷害及財產損失。本模塊模擬實驗室內甲醛泄漏的場景,提供正確的處理辦法,萬一事故發生,操作者可以從容處理,避免慌亂帶來的次生災害。

化學品灑出事故3D仿真軟件

軟件截圖

2.3、化工原理實驗室安全軟件

化工原理實驗室安全軟件模擬的場景為一個大型的化工實驗室,內有八臺化工原理相關實驗設備以及相關輔助設施。實驗室安全模塊涉及的內容可以總結為對自身所處環境的確認、實驗室安全隱患的排查、實驗中突發火災的應對三個模塊。

化工原理實驗室安全軟件

化工原理實驗室安全軟件

化工原理實驗室安全軟件

工有著易燃、易爆、易事故,高溫、高壓、高危險的本性要求從業者必須具備一定的應急事件處理能力,這一模塊主要針對實驗過程中已發生安全事故的應急處理以及逃生方法練習。此模擬條件下,有警鈴火焰濃煙等特效出現,分散操作者注意力,干擾其判斷能力,要求操作者要在保障自身生命安全的前提下,迅速做出應對反應。例如:面對電器火災時迅速切斷電源,滅火毯和滅火器的正確使用以及正確的逃生和自我保護等。

2.4、化學實驗室風險評估與應急應變軟件

軟件包括實驗室基本認知,實驗室風險識別,實驗室基本操作,應急應變四大方向13個不同實驗場景,基本涵蓋了實驗室安全的所有方面,是學生進入實驗前進行安全第一課學習的最佳輔助材料。
軟件13個有交互操作的場景分別有評分,評分可自定義權重,最終折合成百分制得分。

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

分數展示頁面

、基本認知模塊

對不同功能區進行了解,點擊特定的分區進入具體場景。理化試驗室主要包括實驗室走廊內設施設備認知,更衣室設施設備認知,主實驗區域設施設備認知,藥品室設施設備認知,休息室講解認知以及表征室設施設備認知等。

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件


二、風險識別模塊:

為了保證安全,實驗人員在實驗前必須熟悉實驗內容、操作步驟、實驗試劑性質和可能存在的危害性,以及各類儀器的性能,明確操作規程。還需特別注意實驗室守則及儀器設備的按規使用,經常對實驗室進行排查,發現不合適現象及時糾正。本模塊采用找茬模式去發現實驗室存在的安全隱患,并講解解決辦法。分為藥品室隱患排查/氣瓶室隱患排查/主場景隱患排查以及休息室隱患排查。

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件
化學實驗室風險評估與應急應變軟件

軟件截圖

三、化學品識別與分類處理模塊

這一塊主要包含常用化學品的分類與存儲,實驗室三廢的處理。

化學品識別與分類處理模塊

化學品識別與分類處理模塊

四、應急應變模塊

主要培訓學生對常見的事故應急處理的基本技能。主要包括實驗室火災事故應急處置以及化學品灑出應急處理。以增強學生對啟動和響應學校實驗室專項應急預案的能力,向學生傳遞實驗室應急應變中風險識別,快速獲取實驗室危險源信息以及處置事故中保持信息溝通的重要性。

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

化學實驗室風險評估與應急應變軟件

2.5、無機與分析化學實驗室安全虛擬仿真軟件

軟件以經典實驗“鐵礦石中Fe含量的測定”中涉及到的安全知識構建,首先學生需進行防護安全與環境確認,引入小游戲選擇個人穿戴,進行安全設施確認。待防護安全與環境確認處理合格后,方可進入實驗室進行實驗操作。在實驗操作中涉及到的內容有腐蝕品儲存、防護與撒出處理、電器事故的發生及處理、玻璃割傷處理、燙傷及處理、緊急噴淋裝置及洗眼器的使用、劇毒品的使用管理條例、化學廢棄物的分類與集中回收等等。

實驗操作第一步首先需要學生進行防護安全與環境確定,由學生選擇人物形象,進行眼鏡、頭發、衣服、配飾、鞋子等的個人穿戴小游戲,引導學生掌握規范的實驗室著裝要求。接下來更換實驗服,佩戴防護眼鏡,佩戴防護口罩,佩戴防護手套進入實驗室。在實驗室中首先進行安全設施確認:包括急救箱、滅火器、沙桶、洗眼器、噴淋設備、滅火毯、安全通道等,確認完畢點擊提交,提交后由系統進行是否合格的評判。合格則可進行下一步實驗,不合格則需要重新進行個人防護培訓。

合格后進到化學實驗室,先由學生點擊界面相關區域,會彈出鐵礦石中Fe含量測定的實驗流程、基本原理等的相關介紹,學生對實驗有整體的了解和認知后,接下來進行實驗操作。實驗操作中出現的安全隱患可以由學生不正確的操作引起,若學生操作正確,則由系統中的NPC(Non-Player Character,非玩家控制角色)引發事故,并由學生選擇正確的處理方法。

實驗操作首先要進行樣品的稱量與分解,分解過程中觸發事故出彈框“實驗過程中,不小心碰倒了濃鹽酸試劑瓶,濃鹽酸撒出,請立即處理”的過程,由學生選擇合適的處理方法,涉及到的腐蝕品儲存、防護與撒出處理等知識在選擇正確后通過文字、三維動畫、視頻結合的方式展現。

無機與分析化學實驗室安全虛擬仿真軟件

在鐵礦石的樣品加熱分解過程,由 NPC會觸發的電器起火事故,出現彈框“實驗室同學在加熱有機溶劑時不慎打翻,引發電爐起火,請速采取有效措施”。此時出現電爐起火,一團火焰在燃燒的場景。學生需要先找到配電箱,關閉實驗室總電源,選擇合適的滅火設備(水基滅火器,二氧化碳滅火器,滅火毯等選項)。選擇正確后點擊相應的滅火設備,出現滅火的畫面。以采用文字、三維動畫方式展現滅火器的具體使用方法。
實驗過程中還根據內容設計了玻璃割傷處理并出文字等方式介紹:實驗室意外一定秉承先救人后救物的方針,人員救護完再處理事故現場等內容,燙傷及處理選項、硫磷混酸粘在皮膚上的處理辦法以及緊急噴淋及洗眼器的使用、劇毒品的使用管理條例(包括購買、保管、取用、回收以及相應的管理條例、選擇化學廢棄物的分類與集中回收辦法。

2.6、有機化學實驗室安全知識虛擬仿真軟件

軟件以經典有機化學實驗“4-苯基-2-丁酮的合成” 中涉及到的安全知識構建。首先學生進行防護安全與環境確定,引入個人穿戴小游戲,并進行安全設施確認。實驗操作中涉及到的內容有試劑的存儲規則,并演練以鈉為代表的活潑金屬發生火災時的緊急處理方法,有機腐蝕品的防護、事故處理與緊急噴淋系統的使用、有機試劑著火處理、以乙醚為代表的易制毒試劑的使用管理條例和乙醚的灑出處理、萃取等帶壓實驗的安全防護及事故處理、減壓蒸餾操作的安全防護以及水銀溫度計破損的處理方法等等。
首先學生進行防護安全與環境確定,引入個人穿戴小游戲(男生版),并進行安全設施確認。
有機化學實驗涉及到的易燃易爆易揮發溶劑多,因此對于試劑的儲存和取用除了讓學生選擇具體的儲存地點和方法外,還增加視頻詳細講解試劑存儲規則,包括化學試劑需定位放置、用后復位、節約使用等規范用法。尤其是儲存爆炸品,易制毒藥品的庫房應嚴格執行“五雙”制度,即做到雙人驗收、雙人保管、雙人領用、雙本帳、雙把鎖),易燃易爆藥品不要放在冰箱內(防爆冰箱除外)等橫向的知識拓展,有針對性的教學設置讓每個層次的學生都能夠在某一環節將所需了解的知識進行充分的學習與掌握。
本實驗中用到活潑金屬鈉,因此設計了由NPC將小塊金屬Na直接扔在垃圾桶中,引發火災的事故,學生需演練以鈉為代表的活潑金屬發生火災時的緊急處理方法(包括滅火方式的選擇與使用),事故處理后,關于鈉的保管和處理設計到的安全內容再次出題對學生進行考核。
實驗中氯化芐屬于有機腐蝕品,取用時設計當實驗前未按要求配帶護目鏡手套等個人防護用品,取液時氯化芐濺出,眼部、皮膚與氯化芐接觸,觸發事故。學生選擇處理方法。
有機溶劑撒到油浴鍋中的引發了電器和油浴起火且火勢較大的事故,學生需選擇處理方式(包括關閉通風櫥電源,關閉總電源,迅速按響火災警鈴、滅火器的選擇與使用、正壓式呼吸機的使用等一系列操作),同時引入視頻介紹同時設計呼吸器佩戴方法,滅火器的種類和使用范圍等等?;饎葸^大,選擇如何逃生的演練過程。
本實驗中用到的乙醚屬于低沸點易制毒試劑,學生選擇泄露的處理方式,并學習易制毒化學品的管理條例(包括購買、保管、取用、回收以及相應的管理條例)。最后產品經過萃取等進行提純,出現萃取振搖后,未及時放氣,導致試劑噴濺至身上的仿真事故處理。最后產品需要進行減壓蒸餾,學生搭建實驗裝置,并出現水銀溫度計破損的處理方法演練。

3、VR情景式火災體驗系統

VR消防演練系統是VR技術在消防培訓中的具體運用。它綜合利用計算機圖形和各種場景信息,生成可交互的三維虛擬現實場景,最大限度模擬不同消防環境,有針對性地提高消防技能以及安全知識儲備。

VR情景式火災體驗系統

VR情景式火災體驗系統

 
此模塊需要頭盔和手柄進行交互,沉浸式的火情處理體驗。啟動軟件,體驗者在系統提示下可進入不同的火情現場、根據不同火災的特點選擇相應的消防器材及滅火方法在火災發生前期進行撲救,當火災場景危害自身安全時按正確的安全逃生方法及路線逃離事故發生地.讓體驗者通過VR虛擬現實技術的運用,深刻地了解和掌握消防安全知識。

VR情景式火災體驗系統

滅火器的使用

VR情景式火災體驗系統

火災類型的選擇

VR情景式火災體驗系統

步驟指示

VR消防安全培訓,讓學生身臨其境,深刻認知掌握安全知識,提高安全意識的重要意義,融知識性、趣味性于一體,真正做到了寓教于樂、牢記于心。

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